论文摘要
杂种优势是生物界普遍存在的一种现象,利用杂种优势是提高作物产量和改良品质最有效的途径之一。长期以来,人们一直致力于探讨杂种优势的遗传基础及其预测方法,以便能更好地利用杂种优势。随着分子标记的发展与应用,为深入研究作物的杂种优势现象提供了新的、有效的技术平台。但以往大豆SSR分子标记技术的研究主要集中在遗传多样性分析、遗传图谱的构建和品种的鉴定上,在探索大豆亲本的遗传距离预测杂种优势的可能性方面的研究甚少,所以有必要在此领域进行探索。本文采用NCII设计的5×6杂交组合为材料,测定了大豆农艺和品质性状的杂种优势,并利用SSR分子标记技术计算亲本之间的遗传距离,从而探索亲本之间的遗传距离与杂种优势的相关性。所得主要结果如下:把30个杂交种和11个亲本材料,按随机区组设计,三次重复种植于田间,分别在生育期间和收获后,观察和系统测定了亲本及其杂交种的9个农艺性状和2个品质性状,亲本包括吉林30号（代号为2）、吉林35（代号为16）、吉林38号（代号为3）、吉林47（代号为19）、通农13（代号为18）、2002系选（代号为17）、意3（代号为6）、PEMVy（代号为9）、EXP（代号为12）、ARIRA（代号13）和SAPPRO（代号为14）。测定的农艺性状有:株高、节数、分枝数、单株荚数、单株粒数、虫食粒率、茎粗、百粒重、单株粒重;品质性状有:粗蛋白质含量、粗脂肪含量。通过对大豆不同组合的中亲优势（MPH）和超亲优势值（BPH）的计算,结果发现,大豆存在明显的杂种优势,30个组合各个性状的MPH平均值分别为:节数为0.4%、分枝数为15.9%、单株荚数为22.39%、单株粒数为25.2%、虫食粒率为-11.29%、茎粗为10.4%、百粒重为5.32%、单株粒重为33.28%、脂肪含量为0.69%、株高为0.26%、蛋白质含量为-0.07%。其中茎粗、百粒重、单株粒重、单株荚数和单株粒数绝大多数组合杂种优势为正优势,而株高、节数、蛋白质和脂肪的多数组合为负优势,没有任何一个性状在30个不同组合中均为正值或负值。其中大豆各性状最大中亲优势出现在单株粒重上:3×12组合的单株粒重的中亲优势达到139.73%;通过对大豆不同组合的超亲优势值（BPH）的计算,30个组合各个性状的BPH平均值分别为:株高为-8.89%、节数为-4.19%、分枝数为1.67%、单株荚数为17.08%、单株粒数为19.77%、虫食粒率18.21%、茎粗为10.15%、百粒重为1.95%、单株粒重为20.03%、脂肪含量为-3.65%、蛋白质含量为-2.71%。其中百粒重、单株粒数和单株粒重的绝大多数组合杂种优势为正优势,而株高、单株荚数、脂肪含量和蛋白质含量的绝大多数组合为负优势。大豆各性状最大的超亲优势值出现在单株粒重上:3×13组合的单株粒重的超亲优势达到117.45%。本文还对大豆30个组合的农艺和品质性状进行了配合力分析。从一般配合力的角度看,只有蛋白质含量、百粒重两个性状父母本的一般配合力同时达到了0.01水平上的极显著差异;节数和分支数两个性状父母本的一般配合力同时达到了0.05水平上的显著差异;在母本方面,单株荚数、单株粒数、百粒重、单株粒重和蛋白质含量达到了0.01水平上的极显著差异,节数、分支数、虫食粒率达到了0.05水平上的显著差异,茎粗与脂肪含量达到了0.01水平上的极显著差异;在父本方面,株高、节数、分支数、百粒重、蛋白质含量达到了0.01水平上的极显著差异;从特殊配合力的角度看,有单株荚数、单株粒数、脂肪含量三个性状达到0.05水平上的显著差异,茎粗一个性状达到了0.01水平上的极显著差异,其中脂肪含量性状的特殊配合力表现出正向和负向两类效应,说明可找到最佳组合,其中以3×9（4.76）、2×12（4.17）、17×6（3.9）为最好;茎粗性状的特殊配合力同样表现出正向和负向两类效应,其中组合以16×9（22.9）、19×13（15.68）、16×14（13.2）为最好;单株荚数性状的特殊配合力同样表现出正向和负向两类效应,其中组合以17×12（24.7）、18×13（21.47）、3×6（21.38）为最好;单株粒数性状的特殊配合力同样表现出正向和负向两类效应,其中组合以16×9（22.09）、19×13（15.69）、18×6（13.84）为最好。为了探讨亲本间遗传距离预测大豆杂种优势的可能性,本研究应用SSR分子标记技术,以大豆苗期叶片为材料,提取11个亲本基因组DNA,利用大豆20个连锁群上的12对多态性较高的SSR核心引物对其进行扩增,扩增产物利用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,检测结果采用DPS软件进行处理,计算亲本之间的遗传距离,最后利用遗传距离的相关数据与特殊配合力、杂种表现及杂种优势的数据进行相关分析,探索结果如下:利用微卫星分子标记遗传距离矩阵,按UPGMA方法对11个基因型进行了聚类分析,根据遗传距离的大小可将11个亲本聚成3类（遗传距离0.5为标准）,其中第三类在遗传距离在0.43处分为3亚群。各类及亚类包含的亲本如下:第Ⅰ类包括:SAPPRO;第Ⅱ类包括:吉林47、意3;第Ⅲ类含有3个亚群包括:Ⅲ1吉林30、吉林35、吉林38、2002系选;Ⅲ2通农13;Ⅲ3EXP、ARIRA、PEMVy,由聚类结果可以看出,用SSR分子标记可以很好的将亲缘关系较近的品种区分开;通过对SSR遗传距离与特殊配合力相关分析及SSR遗传距离与杂种表现及杂种优势的相关分析发现,亲本遗传距离与11个性状的杂种表现不相关;亲本遗传距离与11个性状的超亲优势（BPH）不相关;SSR遗传距离与SCA不相关;亲本遗传距离与11个性状的中亲优势（MPH）在株高、蛋白质含量性状上达到了0.01水平上的极显著相关,在单株荚数、单株粒数、单株粒重、茎粗四个性状上达到了0.05水平上的显著负相关,虽然在部分性状中达到了显著水平,但是相关系数较小,与前人的研究结果类似。